[发明专利]一种快凝充填胶凝材料

说明书

本发明公开了本发明提供一种快凝充填胶凝材料，组成按重量份分别为：矿渣粉40‑90份，水泥熟料6‑24份，膨润土2‑18份，钢渣粉2‑28份，改性石膏0‑15份，碱性激发剂0.5‑10份，促凝剂0‑10份，减水剂1‑3份，抗裂材料0.2‑8份，悬浮剂0.5‑10份，该快凝充填胶凝材料可以有效降低添加剂用量、具备良好的流动性能和较高的早期强度，具有良好的保持强度和体积稳定性，胶凝时间短，早期强度增长快，后期强度缓慢增长，工艺简单，材料来源广泛。

技术领域

本发明涉及金属矿山井下充填技术领域，具体涉及一种快凝充填胶凝材料。

背景技术

充填采矿法是指伴随落矿、运搬及其他作业的同时，用充填料充填采空区的采矿方法，可分为胶结充填和非胶结充填两种方式。其中的胶结充填应用较为广泛，材料来源为地表堆积的废石、掘进坑边的废石、选矿厂的尾砂、冶炼厂的炉渣、戈壁集料、以及从地表采石等。

随着充填采矿法在金属矿山的广泛应用，为了降低生产成本，提高充填后采矿的安全性，胶结充填的充填材料大多选用选矿厂的尾砂、冶炼厂的炉渣制备，通过泵送并注浆入充填区，流动性好不易堵管，具有良好的流动性能，具有原料来源广泛、资源丰富，对尾砂中细粒部分宽容性大，强度高，在一定的浓度下料浆不离析分层，且沁水量小等特点，成为不少矿山单位选择充填胶凝材料的优先选择。然而同硅酸盐水泥相比，选矿厂的尾砂、冶炼厂的炉渣制备的料浆中，矿渣碱激发材料收缩较大，后续与尾砂配置的料浆在浓度较低时，特别是在养护不当的情况下，容易出现采矿区充填体收缩大、凝结缓慢和开裂等不良现象，使得矿渣碱激发材料在采矿区充填体中不能起到增加材料整体碱度和水化硅酸钙及钙矾石产物的作用。

发明内容

本发明提供一种快凝充填胶凝材料，解决了现有技术矿渣基充填材料在料浆低浓度充填条件下的收缩大、凝结时间长、早期强度低等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种快凝充填胶凝材料，所述快凝充填胶凝材料的组成按重量份计分别为：矿渣粉40-90份，水泥熟料6-24份，膨润土2-18份，钢渣粉2-28份，改性石膏0-15份，碱性激发剂0.5-10份，促凝剂0-10份，减水剂1-3份，抗裂材料0.2-8份，悬浮剂0.5-10份。

进一步地，所述快凝充填胶凝材料的组成按重量份计分别为：矿渣粉45份，水泥熟料20份，膨润土3份，钢渣粉10份，改性石膏10份，碱性激发剂2份，促凝剂5份，减水剂3份，抗裂材料3份，悬浮剂2份。

进一步地，所述矿渣粉为比表面积至少480m²/kg的工业炼铜副产品。

进一步地，所述矿渣粉为将粒化高炉矿渣淬冷、烘干、破碎粉磨而成的矿渣微粉。

进一步地，所述水泥熟料为比表面积至少450m²/kg的硅酸盐水泥熟料，所述的钢渣粉为比表面积至少500m²/kg的转炉钢渣。

进一步地，所述的改性石膏为比表面积至少500m²/kg的脱硫改性石膏，所述的碱性激发剂为粉磨至比表面积450m²/kg的精炼渣和氢氧化钠的混合物。

进一步地，所述抗裂材料为5-7mm长度的聚乙烯醇纤维。

进一步地，所述促凝剂为氯化钙、甲酸钙和硫酸钠按质量比4:1:1混合而成。

进一步地，所述悬浮剂材料为可再分散乳胶粉、高岭土和纤维素醚按质量比1:13:1混合而成。

一种低回缩快凝矿山充填料浆，将灰砂比1:4-1:16的所述快凝充填胶凝材料与极细铜矿尾砂混合均匀制成尾砂浓度为60％-65％的低回缩快凝矿山充填料浆。

本发明的有益效果如下：